超声超音波流量计测理论

多普勒超声波流量计采用声学多普勒原理测量液体流量，即可测量多相流（污浊的液体，如市政污水、工业废水、原油、油水混合物、泥浆、矿浆、纸浆、果汁等），又可测量单相流（较纯净的液体，如自来水、江河原水、海水、化工液体等），应用范围较为广泛。 测量多相流时，因液体中含有气泡、固体颗粒、悬浮物质等反射粒子，多普勒信号是较窄频带的流速，当它是一确定的平均值时（足够的直管段可确保其流速分布较稳定），可以获得较高的测量准确度。 测量单相流时，液体含有的反射粒子较少，这时与测量多相流时多普勒信号相比，则有较大的不同。 通常，清洁的液体流通弯头、三通、半开阀时，流速分布湍急而紊乱，称为紊流状态；通过直管段时，流速趋于稳定。这样从湍急到稳定的流动过程中生成界面，此界面被称为压力界面或剪断波界面。在弯头、三通、半开阀等附近（1～2倍管道内径的长度），这个界面的速度是不稳定的。当离开弯头、三通、半开阀等（4～5倍管道内径的长度）时，界面流速与流体的平均流速基本相同。当离开10倍以上管道内径的长度时，这个界面消失，成为流态稳定的流速分布。 测量单相流时，可将测量点选在4～5倍管道内径的长度位置上，此时，压力界面可以获取多普勒信号。但这个信号较弱，频带较宽，有必要制作特殊的频谱分析电路、增幅运算电路，即可保证多普勒超声波流量计测量单相流时的测量精度。